0引言

水利工程坝址选择，应积极开展工程地质勘察工作，通过大量有效的勘察数据，结合地形地貌、地质构造等条件，全面了解区域工程地质条件和水文地质条件，使坝址选择在地质条件比较优越的地段，同时应该遵循效益最大、整体和综合考虑原则。

1工程概况

洪关苗族乡地处播州区的西北部，距离遵义市中心城区60km，结合洪关集镇、周边农村人畜及旅游等用水现状及需水分析，现状供水水源远远不能满足至2030年的需水要求，供需形势严峻。若不修建新的供水水源工程增加供水能力，区域内集镇、农村人畜及旅游用水安全将受到严重威胁，区域经济社会发展将受到严重制约。因此在该区水库建设非常必要，而且刻不容缓。为此结合前期规划资料，以及详细的现场工程地质测绘、钻探、物探等勘察手段，对沙田坝及汇口两坝址是否具备建坝条件进行详细分析比较。

2各坝址工程地质条件

2.1汇口坝址工程地质条件2.1.1地形地貌该坝址位于两岔河与岩脚沟汇口长约300m的河段，两岔河总体流向为N17°W，左支沟岩脚沟在汇口段总的发育方向为S83°E。坝址河段河床高程1239.0～1247.0m，平均比降约3.1%，总体较平缓，河床宽2～6m，河水面宽一般1～3m，河水深0.2～1.0m，河床沿线无大的跌坎及深潭分布。坝址区地形以斜坡为主，局部为缓坡或阶梯状台地地形，临河山顶高程在1278.0m以上，相对高差＞35m，河谷浅至中切，从上游至下游河谷逐渐开阔。设计正常蓄水位1265.50m时河谷宽约150m。区内基岩多裸露，岩层产状N72～78°W/NE∠17～22°，总体倾下游微偏右岸［1］。

2.1.2地层岩性坝址出露的地层主要为寒武系下统金顶山组下段(∈1j1)粉砂质页岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩、上段(∈1j2)瘤状含生物碎屑粉砂质灰岩夹泥岩及清虚洞组(∈1q)灰岩、白云质灰岩。第四系(Q)冲洪积砂卵砾石夹砂质黏土及残坡积黏土、含碎石黏土，根据钻孔资料，河床Qapl砂卵砾石层最深10.5m，两岸及岩脚沟垭口Qedl最深16.2m。

2.1.3地质构造坝址区无断层发育，岩层产状总体稳定，为N70°～75°W/NE∠20°～25°，区内构造以裂隙为主，根据野外地表实测统计，坝址区主要发育3组裂隙，Ⅰ组:产状为N2°～5°W/NE∠85°～88°。Ⅱ组:产状为N60°～65°W/SW∠68°～73°。Ⅲ组:产状为N35°～45°E/NW∠72°～76°。坝址裂隙以陡倾角为主，裂隙面多张开，局部充填黏土，受裂隙组合切割，强风化带岩体较破碎;而在河床段裂隙多闭合，延伸较短，弱发育，岩体完整性总体较好。

2.1.4物理地质现象坝址区主要出露∈1j1粉砂质页岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩，∈1j2瘤状含生物碎屑粉砂质灰岩夹泥岩及∈1q灰岩、白云质灰岩，受构造裂隙切割及溶蚀影响，一定深度内岩体结构受破坏较为强烈，同时受岩性及地形控制，岩体完整性也存在分段差异:粉砂质页岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩弱风化以下岩体完整性较好，但强度较低;灰岩、白云质灰岩强风化层一定深度内裂隙切割及溶蚀发育，岩体完整性较差，弱风化层下部岩体完整性较好，强度较高。左右岸岩体强风化下限埋深3－5m，弱风化下限埋深14－16m，河床岩体强风化下限埋深2－3m，弱风化下限埋深12－15m。此外，经现场勘测，岸坡无大的卸荷体发育，自然边坡现状稳定性总体较好。

2.1.5水文地质坝址区碎屑岩和碳酸盐岩均有分布，其中金顶山∈1j1粉砂质页岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩为相对隔水层，∈1j2瘤状含生物碎屑粉砂质灰岩夹泥岩为中等含水岩组，∈1q灰岩、白云质灰岩为中等至强含水岩组，地下水类型主要有孔隙水、溶洞裂隙水和基岩裂隙水三种类型。根据勘探成果资料及地表水文地质调查，左岸钻孔终孔水位1223.31m，低于河床高程(1243m)约19.7m;河床钻孔终孔水位1218.74m，低于河床高程约24.3m;河床上游钻孔终孔水位1225.10m，低于河床高程约20.8m;右岸钻孔终孔水位1240.82m，低于河床高程约2.2m;右岸斜坡段钻孔终孔水位1238.20m，低于河床高程约4.8m。由上述钻孔水位分析可知，坝址河床及两岸地下水位均低于河床地面高程，且均位于∈1j1层基岩中，左岸地下水位比河床地下水位略高，坡降约3.5%，右岸地下水位比河床地下水位高，坡降约18%。总的来说，坝址河谷及两岸∈1j2瘤状含生物碎屑粉砂质灰岩夹泥岩受裂隙切割、风化作用影响强烈，第四系覆盖层深厚，而第四系覆盖层透水性强，经坝区钻孔揭露，未见稳定的地下水位，加之河床及两岸地下水受下游∈1q层岩溶槽谷地下岩溶管道袭夺，坝区地下水位总体低平，而在远离∈1q层的河床上游，地下水位与河水位基本持平。透水特征:两岸覆盖层至强风化岩体透水性强，弱风化岩体完整性相对较好，透水率多＜10Lu;河床强风化层及弱风化层上部岩体完整性较差，透水率多＞20Lu，弱风化层中下部岩体完整性较好，透水率多＜10Lu。根据坝址区钻孔透水率统计，坝址岩土体以中等透水性为主，占试验总段数的59.7%。坝址地表水(河水)对水工建筑物混凝土无一般酸性型、碳酸型、镁离子型、硫酸盐型等腐蚀，存在中等重碳酸型腐蚀性，对钢筋混凝土中钢筋无氯盐腐蚀性。

2.1.6水库渗漏库区左、右岸及库尾分别存在高炉沟和马家沟等邻谷，与库区对应邻谷河床高程均低于正常蓄水位。其中距水库最近的高炉沟距离水库约为1.4km，其它冲沟距水库均较远，山顶高程均在1280m以上，且库盆范围内均为∈1j1相对隔水层分布，同时该段库区无单薄分水岭和断层构造切割，故水库蓄水后，库区中至尾部不存在库水向周边低邻谷渗漏的问题。库区两岸除库首存在单薄分水岭及岩脚沟垭口外，其余库区地形山体总体雄厚，地形封闭条件总体较好。但库首及拟建大坝两岸覆盖层较深，基岩风化作用强烈，岩体完整性较差，水库蓄水后存在库水沿库首两岸覆盖层及强风化带渗漏问题，但经一定的工程措施处理后具备建设条件［2］。

2.2沙田坝坝址工程地质条件

2.2.1地形地貌沙田坝坝址距下游穿洞进水溶洞K2约200m，坝址河流流向N10°W。整个库区位于一由东向西发育的岩溶槽谷内，谷底即为主河道—洪关河，库区河床高程1221.0～1241.0m，总体地势西高东低，河床常年为干谷，仅在暴雨季节及持续降雨后地表方可见些许明流，但时隔不久(一般1～2d后)河流就会干涸并断流。临河两岸总体为斜坡至陡坡地形，山顶高程均在1291.0m以上，相对高差最大70m，河谷浅至中切，不存在低矮垭口分布，库区地形封闭条件总体较好。在设计正常蓄水位时水面宽约30～220m。区内基岩多裸露，岩层产状N72°～78°W/NE∠18°～20°，倾左岸偏下游。

2.2.2地层岩性区内主要出露寒武系下统金顶山组(∈1j1)、清虚洞组(∈1q)及中统高台组(∈2g)等地层，其中∈1j1分布于库区右岸，岩性主要以粉砂质页岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩等碎屑岩为主，弱风化岩体为相对弱透水层及隔水层;库盆及左岸主要出露∈1q、∈2g灰岩、白云质灰岩及泥质白云岩等碳酸盐岩地层，尤其是库盆大面积出露∈1q地层，为强岩溶及强透水岩层。河床Qapl砂卵砾石层最深1.5m，两岸Qedl最深2.5m。

2.2.3地质构造坝址区无断层发育，岩层产状总体稳定，为N70°～75°W/NE∠18°～20°，区内构造以裂隙为主，根据野外地表实测统计，坝址区主要发育2组裂隙，Ⅰ组:产状为N5°～10°W/NE∠75°～80°。Ⅱ组:产状为N50°～55°W/SW∠65°～68°。坝址裂隙以陡倾角为主，一般在两岸坡较发育，裂面多张开，且延伸较长，裂隙面多张开，局部充填黏土，受裂隙组合切割，强风化带岩体较破碎;而在河床段裂隙多闭合，延伸较短，弱发育，岩体完整性总体较好。

2.2.4物理地质现象坝址区主要出露∈1j1粉砂质页岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩，∈1q灰岩、白云质灰岩，∈2g白云岩、泥质白云岩受构造裂隙切割及溶蚀影响，一定深度内岩体结构受破坏较为强烈，同时受岩性及地形控制，岩体完整性也存在分段差异:粉砂质页岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩弱风化以下岩体完整性较好，但强度较低;灰岩、白云质灰岩强风化层一定深度内裂隙切割及溶蚀发育，岩体完整性较差，弱风化层下部岩体完整性较好，强度较高。左右岸岩体强风化下限埋深3～5m，弱风化下限埋深10～12m，河床岩体强风化下限埋深2～3m，弱风化下限埋深8～10m。此外，经现场勘测，岸坡无大的卸荷体发育，自然边坡现状稳定性总体较好。

2.2.5水文地质坝址区碎屑岩和碳酸盐岩均有分布，其中金顶山组下段(∈1j1)粉砂质页岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩为弱含水相对隔水层，清虚洞组(∈1q)灰岩、白云质灰岩为强含水岩组，高台组(∈2g)白云岩、泥质白云岩为中等含水岩组，地下水类型主要有孔隙水、溶洞裂隙水和基岩裂隙水三种类型。根据勘探成果资料及地表水文地质调查，通过库坝区钻探揭露，库区稳定地下水分布高程较低，根据左岸钻孔揭露地下水埋深120.5m，稳定地下水位高程1163.0m，低于河床高程(1223m)约60m;河床钻孔揭露地下水埋深在河床以下约52m，稳定地下水位高程1171.0m，且在钻进过程中塌孔、垮孔现象明显，孔壁极不完整;右岸钻孔揭露地下水埋深102.8m，稳定地下水位高程1179.2m，低于河床高程(1223m)约43.8m;由上述钻孔水位分析可知，坝址河床及两岸地下水位均低于河床地面高程，且均位于∈1q层基岩中。左岸地下水位比河床地下水位低约8m，右岸地下水位比河床地下水位高约8.2m，左岸存在明显的地下水位低槽带。坝址地表水(河水)对水工建筑物混凝土无一般酸性型、碳酸型、镁离子型、硫酸盐型等腐蚀，存在中等重碳酸型腐蚀性，对钢筋混凝土中钢筋无氯盐腐蚀性［3－5］。

2.2.6水库渗漏沙田坝河段及下游一定范围常年为干谷，仅在暴雨季节及持续降雨后地表方可见些许明流，但时隔不久(一般1～2d后)河流就会干涸并断流，经岩溶水文地质调查，∈1q地层岩溶极其发育，库区90%以上的岩溶形态均发育于该层内，库区岩溶洼地、落水洞呈串珠状分布，且发育规模较大，库尾明流在进入该地层后即通过地表岩溶洼地下潜，最后排泄于坝址下游约6km处的流水岩出水溶洞K6(高程1115.0m，流量80～200L/s)，根据区内地下水补排关系，库坝区及下游闭流区面积为27.4km2，与区内地下水量级总体匹配，故流水岩出水溶洞K6为库坝区∈1q地层内地下水最低排泄基准点。前述可知，钻孔揭露稳定地下水位高程并结合下游流水岩出水溶洞K6排泄基准点的出逸高程推测，库区∈1q岩溶层内地下水位总体低平，平均比降在1%左右，且地下水位埋深存在向左岸递增的趋势，侧向侵、溶蚀现象明显。另根据坝区物探测试成果，坝址河床以下50m深度范围内存在溶蚀异常区，且库区与库尾低邻谷沙坝沟之间地表分水岭以下60m深度内均可见明显溶蚀异常区，推测库尾分水岭高程在1180～1210m之间，分布高程同样较低。因此，库区在∈1q地层岩溶水文地质条件极为复杂，岩溶发育程度较高，地下水位低平，沙田坝河谷为一悬托型河谷，水库蓄水后存在向下游及库尾邻谷沙坝沟的深层渗漏问题，理论上虽存在防渗的条件，但防渗工程量巨大，处理难度大，据初步测算其防渗帷幕灌浆进尺将高达12万m，单就防渗处理来说其投资就可能达到7000余万，投资巨大，即便如此也仍然存在较大的风险，可靠性低，不确定因素较多，不宜建坝成库。且根据库区岩溶洼地及落水洞的发育规模分析，库盆蓄水后还存在岩溶塌陷灾害的可能性。

3结论

通过上述两坝址工程地质条件论述，沙田坝坝址河段位于东西向延伸的宽缓岩溶槽谷内，两岸地形基本对称，河床及两岸主要出露∈1q灰岩、白云质灰岩等可溶岩层，具备建坝条件，但该区岩溶强发育，地下水位总体低平，平均比降在1%左右，且地下水位埋深存在向左岸递增的趋势，防渗难度及处理工程量较大，且防渗处理后可靠性低，风险高，因此该河段不适宜建设。汇口坝址河谷开阔，两岸地形不对称，出露基岩为∈1j1粉砂质页岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩及∈1j2粉砂质灰岩(坝址区多已风化)，但经一定的工程措施处理后有建柔性坝的条件。在满足供水要求的条件下，坝高较低，且右岸山体不存在大的渗透稳定问题，虽然在汇口左支沟岩脚沟存在低矮垭口，但经一定的工程措施处理后具备建设条件。因此，选定汇口坝址为本工程的坝址。

参考文献:

［1］遵义市水利水电勘测设计研究院有限责任公司.播州区洪关水库工程可行性研究报告［Ｒ］.遵义:遵义市水利水电勘测设计研究院有限责任公司，2019.

［2］彭土标.水力发电工程地质手册［M］.中国水利水电出版社，2011:27－31.

［3］刘茂，周义波.岩溶洼地成库地质论证及防渗处理［J］.水利规划与设计，2008(10):66－67.

［4］张俊杰.从工程地质条件对某水库库区渗漏的初步评价［J］.资源环境与工程，2020(08):29－30.

［5］甘文宁.德保县扶平水库工程坝址选择［J］.广西水利水电，2021(03):50－52.

作者:李佩佩 单位:遵义市水利水电勘测设计研究院有限责任公司